Quien cree estar de vuelta de todo es que nunca ha ido a ninguna parte

Un Afortunado Error (2): Los extraños calderos de los brujos atómicos

LA PIZARRA DE YURI.- Estamos en 1940 y te contratan para hacer una bomba atómica. Náh, no te asustes: es mucho más sencillo de lo que crees... si los materiales no fueran diabólicamente complejos de conseguir. Pero quien quiere, puede, ¿no? ¿Quieres descubrir cómo? Dale al play:

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Idioma: Castellano americano neutro.

Si decidiste en el minuto 04'30" aprox. que prefieres nadar a bucear, aquí tienes la versión 2.5 simplificada... hasta donde pudimos sin que te pierdas lo esencial:


Y si lo tuyo es más el surf y no te interesa mucho la parte científica, o ya escuchaste alguno de los anteriores, entonces...

...próximo episodio: El error.


ADEMÁS, SI QUIERES LEERLOS...:

La Pizarra de Yuri - Los documentos secretos del proyecto atómico nazi.
Para este podcast contamos con los documentos secretos originales del programa atómico nazi, hoy desclasificados y conservados en los Archivos Federales de Alemania (Bundesarchiv). Todo nuestro agradecimiento por su extrema profesionalidad y colaboración.

Episodio 2 completo:

En el episodio anterior escuchamos a Werner Heisenberg, el padre del programa atómico nazi contándonos que... básicamente, que no hubo un programa atómico nazi.

Descubrimos que los documentos súper-secretos ahora desclasificados en los Archivos Federales de Alemania le dan la razón, y los de Estados Unidos y Rusia también.

Sencillas mediciones radiológicas del medio ambiente terrestre confirman que no pudo haber ninguna prueba nuclear antes de Trinity, en el desierto de Nuevo México, Estados Unidos, el 16 de julio de 1945. O sea, cuando Hitler llevaba más de dos meses bajo tierra.

Y el resto son fantasías.

Pero, ¿por qué, si Alemania iba avanzadísima en la cosa nuclear a principios de la Segunda Guerra Mundial? ¿Si incluso empezaron a investigar el asunto en serio dos años antes que los gringos? Tenían la teoría correcta, tenían el uranio, tenían algunos de los científicos atómicos más brillantes del mundo reunidos en el Uranverein, tenían ideas bien encaminadas, la dirigencia nazi estaba al tanto y tenían convicciones bien genocidas... ¿Qué pasó?

Pues existe un pequeño detalle que deriva en un asunto fundamental: la Alemania nazi tenía la necesidad absoluta de construir un reactor nuclear para producir plutonio en cantidad suficiente. Y resulta que los reactores nucleares, además del uranio y demás, necesitan grandes cantidades de una sustancia que se llama moderador. Y aquí es donde ya se les fueron torciendo definitivamente las cosas.

Espera, espera, ya, ya: vayamos por partes y poquito a poco, que esto de la cosa atómica es un poquillo complicada y no quiero que te vayas a perder. Veamos:

Hummm...

OK. Mmm...

Bueno, la pura verdad es que no es "un poquillo complicada". O sea, estamos hablando de Física e Ingeniería Nuclear. Son complicadísimas, incluso a un nivel divulgativo pero que aspire a ser mínimamente riguroso.

Cuando estábamos escribiéndote este podcast aquí en Dixo, como siempre, pensamos en ti. ¿En quién, si no? 😉 Así que nos preguntamos si serías de las personas que disfrutan exprimiendo al detalle lo científico y analizando los razonamientos que hay detrás, o si todo eso te resulta un poco excesivo y prefieres una explicación sencilla e ir a lo concreto. Al grano.

Y como, por desgracia, no te conocemos personalmente... pues decidimos que lo eligieras tú.

Es muy sencillo: puedes ser "buceador", "nadador" o "surfista".

Si prefieres surfear sobre los detalles técnicos para seguir la historia viento en popa de principio a fin... pasa del resto de este episodio y salta directamente al 3, disponible el lunes 23 de enero de 2023. Así de sencillo. Lo único que pasará es que en el 3 tendrás que dar por buenas algunas cosas "porque sí", porque están explicadas aquí a continuación.

Y lo contrario: si eres persona de ciencia y te lo pasas genial buceando entre las cosas que se ocultan en el fondo de la realidad, y los cómos y los por qués... pues tú eres "buceador" y este episodio 2 es especial para ti; una especie de mini-curso de "fundamentos de la energía nuclear y las armas nucleares".

Básicamente, después de escucharlo (quizá más de una vez)... estarás al tanto de todas esas cosas atómicas que luego pueden servirte mucho más allá de este podcast. Como mínimo, para impresionar a quien quieras: el suegro, la suegra, la novia, o el novio... y para que no te engañen fácilmente en las noticias, en los Internetes, en las tertulias y demás cuando hablan de estos temas.

En caso de que estés entre los dos mundos, o sea que quieres hacerte una idea del sustrato científico pero sin entrar en tantas profundidades como los "buceadores"... pues entonces eres "nadador". Y para ti hemos preparado una versión abreviada y simplificada de esto de la cosa científica que tienes en el episodio 2.5, disponible ya [aquí abajo mismito].

...

¿Sigues aquí?

Entonces, ¿te animas a bucear?

¡Venga, pues vamos a ello! Mira: La energía que genera una bomba atómica o un reactor nuclear se llama, poco imaginativamente, energía atómica o energía nuclear. Hoy por hoy, estos términos son sinónimos; significan lo mismo: esa energía se produce dentro de los átomos y, específicamente, en sus núcleos. De ahí que de lo mismo decir atómica o nuclear.

En la actualidad suele preferirse energía nuclear (o armas nucleares) porque es más preciso. Pero, por ejemplo, una bomba atómica es exactamente lo mismo que una bomba nuclear. Luego, aparte, están las termonucleares, pero eso ya es materia de otro podcast. Aquí estamos en la época de las primeras bombas atómicas y esas sólo podían ser nucleares, así a secas, sin el termo- delante.

La energía nuclear en cantidad se genera mediante una reacción en cadena. O, al menos, la energía nuclear de fisión, que es necesaria para arrancar y ponerlo todo en marcha.

Entre todos los elementos de la naturaleza y sus variantes, a las que llamamos isótopos, hay unos cuantos que son radiactivos; o sea, que emiten energía ionizante espontáneamente hasta agotarse. Esa energía ionizante, la radiactividad, puede ser alfa, beta, gamma o neutrónica.

Aquí nos interesa sobre todo la neutrónica. Específicamente, los neutrones libres energéticos que se emiten cuando un núcleo atómico se divide. A esa división la llaman fisión y, por tanto, decimos que los núcleos que son capaces de hacer eso son fisionables y fisionan. Este es ya un fenómeno mucho más raro que los otros tipos de radiactividad, exclusivo de elementos que andan por ahí por el final de la tabla periódica de los elementos: uranio, plutonio, torio, protactinio, esas palabras raras.

Pero dentro de este selecto club de elementos tan solo hay unos poquitos isótopos que, además de poder fisionar, fisionan espontáneamente de manera natural. Es decir, que si los dejas ahí encima de la mesa, ellos solitos irán fisionando y emitiendo neutrones poco a poco sin que tú tengas que hacer nada más. Así de fácil. Estos son los isótopos fisibles, y los dos más prácticos y conocidos para generar energía atómica son el uranio–235 y el plutonio–239. ¿Te suenan?

Bueno. El caso es que si los neutrones energéticos generados por esas fisiones espontáneas le dan a otros núcleos fisionables, pueden hacerlos fisionar también. Y si, dentro de los fisionables, le dan a esos exclusivos núcleos fisibles —o sea más uranio–235 o plutonio–239 por ejemplo—, pues... fisionarán mucho más fácilmente y mucho más deprisa. También de manera natural.

Fisión típica del uranio-235. Imagen: MikeRun vía Wikimedia Commons.
Fisión típica del uranio-235 (U-235) inducida por un neutrón. Al absorberlo, el U-235 pasa a ser U-236, que en el 82% de las ocasiones se fragmenta ("fisiona") en dos átomos (aquí, de bario y kriptón) más tres nuevos neutrones. Éstos pueden alcanzar nuevos núcleos de U-235, provocando así la reacción en cadena. Esta es toda la base de la energía nuclear de fisión, tanto civil como militar. Imagen: Wikimedia Commons.

En esta reacción en cadena, los neutrones producidos durante la fisión del núcleo atómico provocan nuevas fisiones en los núcleos de alrededor. Si hay suficiente masa de material fisible para que estos neutrones se encuentren con muchos otros núcleos fisibles, entonces la reacción es capaz de sostenerse a sí misma, generando más energía y más fisiones. Y así una y otra vez hasta que le sacas la energía que quieres o puedes.

Esa cantidad mínima necesaria para mantener una reacción en cadena autosostenida es la famosa masa crítica.

En los explosivos nucleares, o sea las "bombas atómicas", esta reacción es muy rápida, utilizando uranio–235 o plutonio–239 muy enriquecidos sin moderación de ninguna clase porque se busca causar un pico de energía instantánea. Algo que haga "¡BUM!" repentinamente. O mega-BUM.

Sin embargo, en un reactor nuclear ocurre lo contrario: queremos una reacción en cadena eficiente, económica y progresiva, que funcione con una proporción baja de material fisible. A ser posible usando uranio natural.

Se llama uranio natural al uranio refinado y concentrado, pero con la misma proporción isotópica que se da en la naturaleza: un 0,7% del isótopo –235, que es el que fisiona y genera energía con su reacción en cadena; más un 99,3% del isótopo –238, que básicamente no hace nada en esta parte del partido. Como mucho, hoy en día usamos uranio levemente enriquecido en el isótopo "energético" –235, al 3 o 5% como mucho, porque entonces el agua "corriente" sirve también de moderador.

Pero este tipo de centrales moderadas con agua "corriente" estaban fuera de lo posible o practicable en los años '40 del siglo pasado. Por tanto, en aquellos tiempos resultaba aún más importante que tu reactor funcionara con uranio natural: la cantidad de uranio disponible era baja y las posibilidades de enriquecerlo, endiabladamente difíciles y costosas usando la tecnología de la época.

Y... ¿para qué hemos quedado que necesitamos el moderador ese? Pues mira: Resulta que durante la fisión la mayor parte de los neutrones se emiten en forma de neutrones rápidos, muy energéticos. Se podría pensar que esto es estupendo para provocar nuevas fisiones que aseguren la reacción en cadena, pero... resulta que no va así. Los neutrones rápidos sólo van bien para las bombas o ciertos tipos de reactores muy especiales. La fisión progresiva del núcleo atómico se produce mejor cuando es alcanzado por neutrones térmicos, menos energéticos.

O dicho en términos sencillos, no muy rigurosos (bueno, bastante poco rigurosos, pero se entiende bien): los neutrones rápidos "pasan demasiado deprisa" para producir una reacción eficaz, excepto en las monumentales avalanchas de las bombas atómicas. Para un reactor que ilumine una ciudad sin volarla en pedazos también, son los neutrones térmicos los que pasan a la velocidad adecuada.

Por tanto, la construcción de un reactor nuclear eficiente exige decelerar o moderar estos neutrones rápidos que resultan de la fisión nuclear durante la reacción en cadena. Y... bien: la sustancia encargada de tal cosa es el moderador. Ya te digo que los científicos rara vez son muy creativos con el lenguaje.

Entre los mejores moderadores neutrónicos para el uranio natural sin enriquecer se encuentran, como ya te conté, el grafito y el agua pesada. Que es como el agua "corriente" pero también con un neutrón más en cada una de las "haches" de H2O.

Los 3 isótopos naturales del hidrógeno: protio, deuterio y tritio. Imagen: Wikimedia Commons
Los tres isótopos naturales del hidrógeno: a la izquierda, el hidrógeno "normal", hidrógeno-1 o protio, que es el átomo más simple de la naturaleza, con un protón (p) y un electrón (e); al centro tenemos el hidrógeno-2 o deuterio, que carga además un neutrón (n); y a la derecha vemos el hidrógeno-3 o tritio, con dos neutrones de más, lo que ya lo hace inestable y radiactivo. El agua "corriente" o "ligera" está compuesta por dos átomos de protio (hidrógeno-1) y uno de oxígeno (H2O, que también podría escribirse 1H2O). Es el deuterio (hidrógeno-2) el que, al combinarse con oxígeno, forma agua pesada (2H2O). El tritio puede formar agua tritiada (3H2O), pero no viene al caso aquí. Imagen: Wikimedia Commons.

Sin embargo, esta sustancia no debe ser tan efectiva que en vez de decelerarlos tienda a frenarlos por completo... porque en ese caso ya no tenemos un moderador. Tenemos un absorbente neutrónico que captura los neutrones e interrumpe la reacción y ahí se para todo. El cadmio o el boro, por ejemplo, son potentes absorbentes neutrónicos.

Y ahora, atención que viene el asunto. Esta "resistencia al paso de los neutrones" se puede medir de varias maneras. Una de ellas es la longitud de absorción, difusión o atenuación; o sea, la probabilidad de que una partícula no sea absorbida durante su paso por estas sustancias. Esta longitud de absorción, difusión o atenuación se mide en centímetros: los centímetros de material necesarios para que los neutrones generados por la fisión del núcleo atómico pierdan la energía que traen hasta que su número caiga por debajo de un determinado porcentaje. [Por debajo de 1/e]

Cuando necesitas construir un reactor con uranio natural, sin enriquecimiento significativo alguno, como les hacía falta a los nazis, la longitud de difusión en el moderador debe estar aproximadamente entre cuarenta centímetros y un metro y pico. Si es mayor, no provocará la atenuación necesaria y la reacción en cadena no llegará a producirse por —entre muchas comillas— "exceso de velocidad".

Pero si es menor, la sustancia actuará como absorbente neutrónico en vez de moderador y la detendrá por completo. Así que no sacarás ni energía, ni plutonio para tus ¡BUM!, ni nada.

La longitud de difusión mínima para un moderador básico de uranio natural está en 37 cm. El agua pesada es perfecta porque tiene una longitud de difusión de entre un metro y 116 cm, pero presenta varios problemas de orden práctico.

Bueno, muchos problemas de orden práctico. Fundamentalmente es difícil, costosa y complicada de producir; y no te digo ya con el 99 y pico por ciento de pureza necesaria. Así que en último término sale carísima y llega a cuentagotas desde muy poquitos sitios.

Tanto, que sólo había una fábrica en Europa que la produjese, gracias a un acúmulo de casualidades y rarezas: la planta de Norsk Hydro en Vemork, Noruega. Desde 1927, Norsk Hydro mantenía una sociedad con el inmenso consorcio químico alemán IG Farben. Además, los nazis invadieron Noruega en abril de 1940, con lo que gozaban de libre acceso a este recurso.

La planta de Norsk Hydro en Vemork (Noruega), 1947-1948. Imagen: Biblioteca Nacional de Noruega vía Wikimedia Commons.
La central hidroeléctrica de Norsk Hydro en Vemork (Noruega) tras la liberación (1947-1948). El agua pesada se obtenía en la Unidad de Extracción de Hidrógeno, que es el edificio de varias plantas en primer plano, hoy desaparecido. La central (en segundo plano) es actualmente un museo de historia industrial y sindical. Imagen: Biblioteca Nacional de Noruega vía Wikimedia Commons.

Pero eso no hacía que el agua pesada resultase más económica, fácil o rápida de producir. Y luego había que transportarla en un complicado viaje por montañas, mar y tierra desde Vemork hasta los laboratorios atómicos alemanes.

El grafito, en cambio, es básicamente carbono y hay por todas partes. Al principio cuesta un poco de producir con el grado de pureza exigido, que es fastidioso, pero después sale por toneladas en forma de bloques económicos fáciles de manejar, transportar y utilizar.

Por ello, todos los primeros reactores construidos por todas las potencias nucleares fueron de uranio natural moderado por grafito. Cuando partes de cero, ese es el camino rápido, barato y directo para obtener energía nuclear y armas atómicas.

Oye, oye... Y a todo esto, ¿para qué necesitamos un reactor si lo que queremos es hacer bombas?

Pues por dos motivos fundamentales. El primero es que sin un reactor operativo hay una serie de detalles sobre el funcionamiento íntimo del núcleo atómico que no se pueden aprender; y sin esos detalles, tendrás que construir tu arma nuclear a ciegas en una montaña de consideraciones técnicas importantes.

Y el segundo y sobre todo, para producir plutonio en cantidad fácil y rápidamente.

OK, OK, te explico: Hay, esencialmente, dos maneras de fabricar tu primera bomba atómica:

Supongo que en las noticias habrás oído hablar alguna vez de las centrifugadoras iranís y si están produciendo uranio enriquecido o no y eso. Es que la manera más básica de hacer una bomba atómica es tomar mineral de uranio y enriquecerlo una y otra vez con las centrifugadoras en cuestión hasta que obtienes decenas de kilos del preciado isótopo uranio-235 para hacer una bomba del tipo de Hiroshima.

Pero esto es un lío, cuesta una fortuna y encima ese tipo de bomba es un rollo, un arma muy limitada. Hubo un momento en que, para realizar este proceso, la planta norteamericana de Oak Ridge llegó a consumir la sexta parte de toda la energía eléctrica producida en los Estados Unidos de aquellos tiempos. La Alemania Nazi, con una economía entre dos y tres veces más pequeña, no podía permitirse semejante cosa ni por casualidad, ni en la planta de Oranienburg ni en ninguna otra parte.

Ni falta que hace.

Los americanos fueron por las dos vías a la vez, a golpe de puro poderío económico. Pero la gente que sabe lo que quiere y cómo conseguirlo a un precio justo opta siempre por el plutonio... si puede.

El plutonio resulta enormemente más práctico como arma que el uranio; cuesta mucho menos de producir y separar; permite diseñar más fácilmente armas más avanzadas; y no necesitas instalaciones tan grandes, caras y conspicuas. Por eso la primera bomba atómica fue de plutonio, la de Nagasaki fue de plutonio, la primera de los soviéticos fue de plutonio y hoy en día todas son de plutonio total o parcialmente. Hazme caso: para jugar a los soldaditos atómicos, uranio caca, plutonio cool.

Opciones tecnológicas para el desarrollo de las primeras armas nucleares
Opciones tecnológicas para el desarrollo de las primeras armas nucleares

Y de buen grado o a la fuerza, a Alemania no le quedaba otra que ir por la vía del plutonio.

Eso sí... el plutonio tiene un par de problemillas, y uno de ellos es que no se da en la naturaleza. Estamos ante un elemento sintético que hay que generar por completo. Y sólo hay una manera de hacerlo a la escala industrial necesaria:

Con un reactor nuclear.

Es muy sencillo.

Bueno, bastante sencillo.

Bueno... digamos que más o menos sencillo.

Metes al reactor uranio natural, que como hemos visto está compuesto fundamentalmente por uranio–238 con una pequeña porción de uranio–235. Ya te conté que el uranio–235 fisiona y genera energía mediante la reacción en cadena; el –238 no hace nada (en condiciones normales).

Entonces le das mecha al reactor. O sea: simplemente acumulas suficiente masa crítica. O, más normalmente, ya tenías muchas masas críticas acumuladas pero domadas por unas barras de control de esos absorbentes neutrónicos que te conté antes, como el cadmio o el boro, cortando el paso a los neutrones para impedir la reacción.

Cuando las extraes, como ya sabemos, la reacción se inicia espontáneamente, de modo natural: el uranio–235 empieza a fisionar en cadena y una parte de sus neutrones alcanzan al –238. Pero como ya quedamos en que el –238 no fisiona bajo condiciones normales, en vez de fisionar los va absorbiendo. Así se convierte en uranio-239, o sea, uranio–238 con un neutrón de más.

El uranio–239 es violentamente inestable. En cuestión de minutos decae a neptunio–239, que tampoco está muy p'acá y transmuta en... ¡tachán! ¡Nuestro deseado plutonio–239!

Todo esto ocurre en cadena, sin ningún esfuerzo adicional. De lo único que tienes que llevar cuidado es de que no se te desmande el reactor (por la acumulación de un nuevo material que fisiona, el propio plutonio–239) y de no acumular mucho plutonio–240, que a este nivel sólo sirve para molestar.

Así funciona el caldero de los brujos atómicos, transmutando unos elementos en otros como soñó el alquimista mucho tiempo ha... o, bueno, más o menos. La cuestión aquí es que yendo por el camino del plutonio consigues bombas mejores, antes y con más posibilidades y potencial de evolución futura. Todo son ventajas.

Pero necesitas–un–reactor. Aunque sea un reactor experimental del año del Pleistoceno, cuando Cristo perdió el gorro, del año en que inventaron la tos, etcétera. Sin reactor no hay plutonio (ni electricidad, en las aplicaciones civiles de la energía nuclear). A todos los efectos prácticos de la Alemania Nazi, sin reactor no hay bomba, ni programa nuclear ni nada.

Cara frontal del reactor B de Hanford (estado de Washington, EEUU). Imagen: Ryan Adams vía Wikimedia Commons.
Cara frontal del reactor B de Hanford (estado de Washington), de uranio natural moderado por grafito, donde los EE.UU. produjeron el primer plutonio a escala industrial a partir de septiembre de 1944. Actualmente inutilizado, se conserva como parte del Manhattan Project National Historical Park. Imagen: Ryan Adams vía Wikimedia Commons.

Así pues, no les quedaba otra que construir un reactor. Tenían los conocimientos, tenían los especialistas, tenían las materias primas (no muchas, pero tenían) y dos opciones para el moderador: el agua pesada, difícil, remota y cara; y el grafito, fácil, cercano y barato (¡será por carbón en Alemania!). ¿Con cuál te quedarías tú?

Exacto: a diferencia de todos los demás... eligieron el agua pesada.

Pero... ¡¿por qué?!

Eso lo veremos en el próximo episodio. Te va a encantar.


Variante 2.5 simplificada:

OK: como quedamos, este es un resumen o introducción para que los "nadadores" de Un Afortunado Error no pierdan el hilo científico del asunto. Si quieres bucear por todos los detalles en profundidad... pues ya sabes, en el episodio 2 [arriba] están. Y si esto te sobra también y preferirías surfear a lo largo del relato sin tantas explicaciones científicas, tendrás que pasar al 3, disponible el 23 de enero de 2023, para seguir con la historia en sí.

Mira, esto es relativamente simple: en tiempos de los nazis, y en buena parte aún hoy, sólo había dos materiales explosivos para hacer la bomba atómica: el uranio–235 y el plutonio–239. Seguro que te suenan.

Ocurre que no son fáciles de conseguir (por suerte.) El uranio–235 se encuentra en el uranio natural, el que sale de las minas, pero en una proporción muy-muy-muy pequeñita: apenas el 0,7%. El resto es sobre todo uranio–238, que no hace ¡BUM! en condiciones normales. Pero para que el uranio–235 haga ¡BUM! de alguna manera práctica, necesitas al menos una concentración del 60%, mejor el 80% e, idealmente, por encima del 90%. Muy por encima de ese 0,7% que contiene el natural.

Así que hace falta enriquecerlo para que alcance esas proporciones. Seguro que la palabreja te suena también, de las noticias, ¿eh? Uranio enriquecido, uranio empobrecido, etc. Pero resulta que enriquecer uranio para llevarlo al 60, al 80 o al 90% de uranio–235 te cuesta la vida en maquinaria, tiempo y dinero. Total, para obtener un material que no es tan gran cosa. Sí, hace ¡BUM!, como hizo en Hiroshima, pero mucho menos y mucho peor que el otro: el plutonio-239; el que usaron en Nagasaki.

Opciones tecnológicas para el desarrollo de las primeras armas nucleares
Opciones tecnológicas para el desarrollo de las primeras armas nucleares

La Alemania Nazi no tenía ni la economía ni el poderío industrial para enriquecer uranio a esos niveles. Incluso a los gringos, con toda su pujanza, les costó el alma purificar 64 míseros kg de uranio enriquecido al 80% para la bomba de Hiroshima, que petaron con una potencia de 13 kilotones.

Dos días después, una bomba con apenas 6 kg y pico de plutonio–239 se llevó por delante media Nagasaki con una potencia de más de 20 kilotones.

No sólo eso: el plutonio es mucho más flexible, adaptativo y permite desarrollar armas futuras mucho más avanzadas. De hecho, el corazón de casi todas las armas atómicas actuales está hecho mayormente con plutonio–239.

Los gringos es que tienen ese poderío y fueron por las dos vías a la vez: la del uranio y la del plutonio. Pero al final, sólo hicieron una bomba de uranio y todas las demás se basaron en el plutonio, hasta hoy. Y, como te digo, Alemania no tenía la capacidad para ir por la vía del uranio. A las buenas o a las malas, su bomba tenía que ser de plutonio: de plutonio–239, o no habría bomba nazi.

¿Problema?

El plutonio no existe en la naturaleza. No puedes sacarlo de una mina o extraerlo de ningún otro lugar. Tienes que sintetizarlo tú. Hace falta una reacción de fisión en cadena lenta que añada un neutrón a todo ese uranio–238 que no hace ¡BUM! para convertirlo en ese otro plutonio–239, que sí hace mucho ¡BUM!

Sólo hay una manera de hacer eso en las cantidades necesarias: con un reactor nuclear. No hay otro modo. Puede ser todo lo primitivo que quieras, puede ser todo lo simple o complejo que puedas imaginar, pero si necesitas plutonio, necesitas un reactor. Y, como ya habíamos dicho, Alemania necesitaba plutonio para su bomba. O sea que primero necesitaba construir un reactor nuclear.

5,3 kg de plutonio militar supergrade al 99,96%. Información de copyright: Unless otherwise indicated, this information has been authored by an employee or employees of the Los Alamos National Security, LLC (LANS), operator of the Los Alamos National Laboratory under Contract No. DE-AC52-06NA25396 with the U.S. Department of Energy. The U.S. Government has rights to use, reproduce, and distribute this information. The public may copy and use this information without charge, provided that this Notice and any statement of authorship are reproduced on all copies. Neither the Government nor LANS makes any warranty, express or implied, or assumes any liability or responsibility for the use of this information.
5,3 kg de plutonio militar supergrade al 99,96% de Pu-239 "en crudo", suficiente para fabricar el núcleo de un arma atómica moderna, en las que la masa crítica se puede reducir mucho mediante una diversidad de técnicas. Vamos, que con esto puedes volar una ciudad, o un buen cacho, según el tamaño de la misma. La forma en anillo (de unos 11 cm de diámetro) contribuye a la seguridad nuclear de criticidad durante su almacenamiento y transporte al reducir la densidad del objeto en su conjunto. Imagen: LANS/LANL. Declaración obligatoria de copyright: Unless otherwise indicated, this information has been authored by an employee or employees of the Los Alamos National Security, LLC (LANS), operator of the Los Alamos National Laboratory under Contract No. DE-AC52-06NA25396 with the U.S. Department of Energy. The U.S. Government has rights to use, reproduce, and distribute this information. The public may copy and use this information without charge, provided that this Notice and any statement of authorship are reproduced on all copies. Neither the Government nor LANS makes any warranty, express or implied, or assumes any liability or responsibility for the use of this information.

Los reactores nucleares, además de uranio y eso, necesitan grandes cantidades de otra sustancia esencial: el moderador neutrónico. Si quieres la explicación detallada, me temo que tendrás que escucharla en el episodio anterior. Aquí, tan solo fíate de lo que te digo: todos los reactores nucleares necesitan moderador. Aquellos primeros de los años ’40 del siglo pasado, más.

De hecho, en aquellos tiempos sólo se conocían dos sustancias que quizá pudieran servir como moderador para el uranio natural, o sea sin enriquecer. Porque, como ya hemos dicho, la Alemania Nazi no tenía el poderío para enriquecer uranio. Esas dos sustancias eran el grafito y el agua pesada, que quizá te suene también.

Con grafito se hacen, por ejemplo, las minas de los lápices, mezclándolo con una pasta para que se extienda y fije mejor. Y muchas cosas más: es un material común con múltiples usos que se extrae normalmente del carbón. ¡Que si no habrá carbón en Alemania...! Vale que para usarlo como moderador neutrónico en un reactor nuclear tiene que ser muy puro, pero nada que estuviera fuera del alcance de los alemanes del periodo.

El agua pesada, en cambio, era y en buena parte sigue siendo una pesadilla por rara, carísima y dificilísima de conseguir. Es una variante isotópica del agua "corriente", donde cada una de la "haches" de H2O, o sea sus átomos de hidrógeno, tiene un neutrón de más. Conseguirla con la pureza suficiente, del 99%, resultaba casi imposible. En toda la Europa dominada por los nazis, sólo podía obtenerse en un sitio: la planta de Norsk Hydro en Vemork, Noruega. Casi-casi que salía a gotas y luego había que llevarla a Alemania en un difícil viaje por montañas, mar y tierra con los peligros propios de los tiempos de guerra.

Ya casi acabamos. De nuevo, si no escuchaste el episodio 2 entero para "buceadores", vas a tener que aceptarme aquí otra afirmación porque yo te la digo: los moderadores neutrónicos tienen que tener una propiedad física que se llama longitud de difusión entre un mínimo absoluto de 37 cm y un máximo de metro y pico. La rara y cara agua pesada vale porque tiene una longitud de difusión de un metro a 116 cm, o sea dentro de esos márgenes. Pero del grafito dudaban.

Así pues, necesitaban hacer un experimento para asegurarse. Un experimento ab-so-lu-ta-mente crucial y muy, muy secreto... que veremos en el episodio 3.


Dirección: Dany Saadia.
Documentación y guiones: Toni E. Cantó, "Yuri".
Locución y producción: Eduardo Albornoz.
Este podcast Un Afortunado Error (2) - Los extraños calderos de los brujos atómicos es una obra original de Dixo (2023) y lo difundimos bajo licencia Creative Commons BY-NC-ND 4.0 Internacional.

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